Name: toxicity study of zinc oxide nanoparticles in cell culture and in drosophila melanogaster
Uploaded: 2019-09-19T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Toxicity Study of Zinc Oxide Nanoparticles in Cell Culture and in Drosophila melanogaster at JoVE.com

وقد تم دعم الدراسة من قبل رقم المنحة R706-000-043-490. ولا تمثل الدراسة رأي مقدم المنحة.

1. تحليل فرز الخلايا المنشطة الفلورية (FACS) على الخلايا الحية / الثابتة
<ol><li>سونيكات ZnO NPs في تعليق لمدة 15 دقيقة.</li>
	<li>إعداد NPs ZnO بتركيزات مختلفة (على سبيل المثال، 0 و10 و25 و50100 و200 ميكروغرام/مل) باستخدام 1 ملغ/مم زنو NP الأوراق المالية الحل للمخزون لعلاج الخلايا المستزرعة.</li>
	<li>بذور MRC5 الخلايا الل...

<ol>
	<li>Kim, Y. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicity+of+100+nm+zinc+oxide+nanoparticles:+a+report+of+90-day+repeated+oral+administration+in+Sprague+Dawley+rats.">Toxicity of 100 nm zinc oxide nanoparticles: a report of 90-day repeated oral administration in Sprague Dawley rats.</a> International Journal of Nanomedicine. 9 Suppl 2, 109-126 (2014).</li><li>Xie, Y., He, Y., Irwin, P. L., Jin, T., Shi, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibacterial+activity+and+mechanism+of+action+of+zinc+oxide+nanoparticles+against+Campylobacter+jejuni.">Antibacterial activity and mechanism of action of zinc oxide nanoparticles against Campylobacter jejuni.</a> Applied and Environmental Microbiology. 77, 2325-2331 (2011).</li><li>Colvin, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+environmental+impact+of+engineered+nanomaterials.">The potential environmental impact of engineered nanomaterials.</a> Nature Biotechnology. 21, 1166-1170 (2003).</li><li>De Angelis, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+ZnO+and+TiO(2)+nanoparticles:+physicochemical+characterisation+and+toxicological+effects+on+human+colon+carcinoma+cells.">Comparative study of ZnO and TiO(2) nanoparticles: physicochemical characterisation and toxicological effects on human colon carcinoma cells.</a> Nanotoxicology. 7, 1361-1372 (2013).</li><li>Johnson, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+exposure+to+ZnO+nanoparticles+induces+autophagic+immune+cell+death.">Acute exposure to ZnO nanoparticles induces autophagic immune cell death.</a> Nanotoxicology. 9, 737-748 (2015).</li><li>Singh, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NanoGenotoxicology:+the+DNA+damaging+potential+of+engineered+nanomaterials.">NanoGenotoxicology: the DNA damaging potential of engineered nanomaterials.</a> Biomaterials. 30, 3891-3914 (2009).</li><li>Song, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+dissolved+zinc+ion+and+reactive+oxygen+species+in+cytotoxicity+of+ZnO+nanoparticles.">Role of the dissolved zinc ion and reactive oxygen species in cytotoxicity of ZnO nanoparticles.</a> Toxicology Letters. 199, 389-397 (2010).</li><li>Wahab, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ZnO+nanoparticles+induced+oxidative+stress+and+apoptosis+in+HepG2+and+MCF-7+cancer+cells+and+their+antibacterial+activity.">ZnO nanoparticles induced oxidative stress and apoptosis in HepG2 and MCF-7 cancer cells and their antibacterial activity.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 117, 267-276 (2014).</li><li>Namvar, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxic+effects+of+biosynthesized+zinc+oxide+nanoparticles+on+murine+cell+lines.">Cytotoxic effects of biosynthesized zinc oxide nanoparticles on murine cell lines.</a> Evidence-Based Complementary and Alternative. 2015, (2015).</li><li>Wong, S. W., Leung, P. T., Djurisic, A. B., Leung, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicities+of+nano+zinc+oxide+to+five+marine+organisms:+influences+of+aggregate+size+and+ion+solubility.">Toxicities of nano zinc oxide to five marine organisms: influences of aggregate size and ion solubility.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 396, 609-618 (2010).</li><li>Hua, J., Vijver, M. G., Richardson, M. K., Ahmad, F., Peijnenburg, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle-specific+toxic+effects+of+differently+shaped+zinc+oxide+nanoparticles+to+zebrafish+embryos+(Danio+rerio).">Particle-specific toxic effects of differently shaped zinc oxide nanoparticles to zebrafish embryos (Danio rerio).</a> Environmental Toxicology and Chemistry. 33, 2859-2868 (2014).</li><li>Zhao, X., Wang, S., Wu, Y., You, H., Lv, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+ZnO+nanoparticles+exposure+induces+developmental+toxicity,+oxidative+stress+and+DNA+damage+in+embryo-larval+zebrafish.">Acute ZnO nanoparticles exposure induces developmental toxicity, oxidative stress and DNA damage in embryo-larval zebrafish.</a> Aquatic Toxicology. 136-137, 49-59 (2013).</li><li>Alaraby, M., Annangi, B., Hernandez, A., Creus, A., Marcos, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+study+of+the+harmful+effects+of+ZnO+nanoparticles+using+Drosophila+melanogaster+as+an+in+vivo+model.">A comprehensive study of the harmful effects of ZnO nanoparticles using Drosophila melanogaster as an in vivo model.</a> Journal of Hazardous Materials. 296, 166-174 (2015).</li><li>Rand, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophotoxicology:+the+growing+potential+for+Drosophila+in+neurotoxicology.">Drosophotoxicology: the growing potential for Drosophila in neurotoxicology.</a> Neurotoxicology and Teratology. 32, 74-83 (2010).</li><li>Ong, C., Yung, L. Y., Cai, Y., Bay, B. H., Baeg, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+melanogaster+as+a+model+organism+to+study+nanotoxicity.">Drosophila melanogaster as a model organism to study nanotoxicity.</a> Nanotoxicology. 9, 396-403 (2015).</li><li>Hoffmann, J. A., Reichhart, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+innate+immunity:+an+evolutionary+perspective.">Drosophila innate immunity: an evolutionary perspective.</a> Nature Immunology. 3, 121-126 (2002).</li><li>Hughes, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+genetic+model+for+studying+pathogenic+human+viruses.">Drosophila as a genetic model for studying pathogenic human viruses.</a> Virology. 423, 1-5 (2012).</li><li>Jennings, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+-+a+versatile+model+in+biology+&amp;+medicine.">Drosophila - a versatile model in biology &amp; medicine.</a> Materials Today. 14, 190-195 (2011).</li><li>Adams, M. D., Sekelsky, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+sequence+to+phenotype:+reverse+genetics+in+Drosophila+melanogaster.">From sequence to phenotype: reverse genetics in Drosophila melanogaster.</a> Nature Reviews Genetics. 3, 189-198 (2002).</li><li>Adams, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genome+sequence+of+Drosophila+melanogaster.">The genome sequence of Drosophila melanogaster.</a> Science. 287, 2185-2195 (2000).</li><li>Ong, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+nanoparticles+disrupt+germline+stem+cell+maintenance+in+the+Drosophila+testis.">Silver nanoparticles disrupt germline stem cell maintenance in the Drosophila testis.</a> Scientific Reports. 6, (2016).</li><li>Alaraby, M., Demir, E., Hernandez, A., Marcos, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+potential+harmful+effects+of+CdSe+quantum+dots+by+using+Drosophila+melanogaster+as+in+vivo+model.">Assessing potential harmful effects of CdSe quantum dots by using Drosophila melanogaster as in vivo model.</a> Science of the Total Environment. 530-531, 66-75 (2015).</li><li>Barik, B. K., Mishra, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticles+as+a+potential+teratogen:+a+lesson+learnt+from+fruit+fly.">Nanoparticles as a potential teratogen: a lesson learnt from fruit fly.</a> Nanotoxicology. , 1-27 (2018).</li><li>Jovanovic, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+a+human+food+additive,+titanium+dioxide+nanoparticles+E171,+on+Drosophila+melanogaster+-+a+20+generation+dietary+exposure+experiment.">The effects of a human food additive, titanium dioxide nanoparticles E171, on Drosophila melanogaster - a 20 generation dietary exposure experiment.</a> Scientific Reports. 8, (2018).</li><li>Cao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Toxicity+of+Nanoparticles+to+Human+Endothelial+Cells.">The Toxicity of Nanoparticles to Human Endothelial Cells.</a> Advances in Experimental Medicine and Biology. 1048, 59-69 (2018).</li><li>Akhtar, M. J., Ahamed, M., Alhadlaq, H. A., Alshamsan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+ROS+scavenging+and+antioxidant+signalling+by+redox+metallic+and+fullerene+nanomaterials:+Potential+implications+in+ROS+associated+degenerative+disorders.">Mechanism of ROS scavenging and antioxidant signalling by redox metallic and fullerene nanomaterials: Potential implications in ROS associated degenerative disorders.</a> Biochimica Et Biophysica Acta-General Subjects. 1861, 802-813 (2017).</li><li>Akter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+on+silver+nanoparticles-induced+cytotoxicity:+Physicochemical+properties+and+perspectives.">A systematic review on silver nanoparticles-induced cytotoxicity: Physicochemical properties and perspectives.</a> Journal of Advanced Research. 9, 1-16 (2018).</li><li>Vecchio, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fruit+fly+in+the+nanoworld:+once+again+Drosophila+contributes+to+environment+and+human+health.">A fruit fly in the nanoworld: once again Drosophila contributes to environment and human health.</a> Nanotoxicology. 9, 135-137 (2015).</li><li>Marino, G., Kroemer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+apoptotic+phosphatidylserine+exposure.">Mechanisms of apoptotic phosphatidylserine exposure.</a> Cell Research. 23, 1247-1248 (2013).</li><li>Stoddart, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+Viability+Assays:+Introduction.">Cell Viability Assays: Introduction.</a> Mammalian Cell Viability: Methods and Protocols. , (2011).</li><li>Yazdani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concerns+in+the+application+of+fluorescent+probes+DCDHF-DA,+DHR+123+and+DHE+to+measure+reactive+oxygen+species+in+vitro.">Concerns in the application of fluorescent probes DCDHF-DA, DHR 123 and DHE to measure reactive oxygen species in vitro.</a> Toxicology in Vitro. 30, 578-582 (2015).</li><li>Chen, J., Rogers, S. C., Kavdia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+kinetics+of+dihydroethidium+fluorescence+with+superoxide+using+xanthine+oxidase+and+hypoxanthine+assay.">Analysis of kinetics of dihydroethidium fluorescence with superoxide using xanthine oxidase and hypoxanthine assay.</a> Annals of Biomedical Engineering. 41, 327-337 (2013).</li><li>Hartig, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basic+image+analysis+and+manipulation+in+ImageJ.">Basic image analysis and manipulation in ImageJ.</a> Current Protocols in Molecular Biology. , (2013).</li></ol>

من أجل تقييم ما إذا كان ZnO NP يمكن أن تحفز المبرمج في الخلايا الليفية MRC5، ونحن نستخدم قياس التدفق للتمييز بين الخلايا من موت الخلايا النخرية أو المبرمج. في الخلايا الحية العادية ، يتم توطين فوسفاتيديلسيرين (PS) في غشاء الخلية. في حالة حدوث المبرمج، يتم نقل PS إلى النشرة خارج الخلية من غشاء البل?...

تشير تقنية النانو إلى تطبيق المواد النانوية التي تستخدم في جميع المجالات العلمية، بما في ذلك الطب وعلوم المواد والكيمياء الحيوية. على سبيل المثال، يتم استخدام NPs ZnO المعروفة بتشتت الأشعة فوق البنفسجية، والاستشعار الكيميائي، والخصائص المضادة للميكروبات، فضلا عن الموصلية الكهربائية العالية، في إنتاج مختلف المنتجات الاستهلاكية مثل تغليف المواد الغذائية، ومستحضرات التجميل، المنسوجات والمطاط والبطاريات، ومحفز لمعالجة غاز الذيل السيارات، والتطبيقات الطبية الحيوية ذات الصلة1،2،3.
ومع ذلك، فإن التطبيقات المتنامية للمنتجات القائمة على NP ZnO، مما أدى إلى زيادة تعرض الإنسان للNO NPs، أثارت مخاوف بشأن آثارها السلبية المحتملة على صحة الإنسان. وقد أظهر عدد من الدراسات الخلوية في المختبر أن NPs ZnO يمكن أن تحفز الإجهاد التأكسدي، والسمية الخلوية المتصلة autophagy، التهاب، والسمية الجينية4،5،6،7،8 . وتجدر الإشارة إلى أن سمية الـ ZnO NPs يفترض أنها ناجمة عن انحلال الزنك لتحرير أيونات زن2+ ، وكذلك التفاعل السطحي لZnO ، مما يؤدي إلى الاختلالات الأيونية والأيضية الخلوية التي ترتبط بضعف التوازن الأيوني واختلال التوازن الأيوني واختلال التوازن الأيوني وخلل في التوازن الأيوني و تثبيط النقل أيون4،7،9،10. والأهم من ذلك، أظهرت الدراسات أن توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) هو إحدى الآليات الرئيسية الكامنة وراء السمية المرتبطة بـ ZnO NPs. وقد ثبت عدم كفاية النشاط المضاد للأكسدة بعد إهانة ROS لتكون مسؤولة عن الحصول على السمية الخلوية وتلف الحمض النووي9. كما تم الإبلاغ عن الآثار السامة للNPs ZnO في النماذج الحيوانية، بما في ذلك القوارض1،حمار وحشي11،12،فضلا عن اللافقاريات Drosophila13.
Drosophila بمثابة نموذج حيواني بديل راسخلفحص السمية للكيانات الكيميائية والمواد النانوية (NMs)14،15. الأهم من ذلك، هناك مستويات عالية من التشابه الوراثي والفسيولوجي بين الإنسان وDrosophila التي تبرر استخدام Drosophila كنموذج في الجسم الحي لتقييم الاستجابات البيولوجية للملوثات البيئية مثل NMs 16.وعلاوة على ذلك، هناك العديد من المزايا لاستخدام Drosophila بسبب صغر حجمها، وعمرها القصير، والقدرة على الصيانة الوراثية، وصيانة سهلة وفعالة من حيث التكلفة. وعلاوة على ذلك، تم اعتماد دروسوفيلا على نطاق واسع لدراسة علم الوراثة، والبيولوجيا الجزيئية والتنموية، منذ أن تم تسلسل الجينوم الكامل قبل سنوات في عام 2000، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من الفرز عالية الإنتاجية ولمعالجة المسائل البيولوجية التي لم تحل17و18و19و20و21. في السنوات الأخيرة، تم الإبلاغ عن عدد من الدراسات المتعلقة بالسمية المناعية باستخدام أنواع مختلفة من الملوثات غير الالحكومية الوطنية في دروسوفيلا 15،22،23،24. وقد ساعدت هذه المعرفة الأساسية الجديدة التي تم الحصول عليها من الدراسات باستخدام Drosophila لتوفير المزيد من الرؤى في فهمنا للسمية النانوية.
ROS هو الجاني المعروف للسمية الخلوية والسمية الجينية الناجمة عن NPs، وعلى وجه الخصوص، NPs القائمة على المعادن25. ROS هي الأنواع الكيميائية التي تحتوي على الأكسجين مع خصائص رد الفعل أعلى من الأكسجين الجزيئي. الجذور الحرة مثل الجذر فوق أكسيد (O2-) وحتى، الجزيئات غير الراديكالية مثل بيروكسيد الهيدروجين (H2O2)يمكن أن تكون بمثابة ROS. في ظل الحالة الفسيولوجية العادية، ومطلوب منهم للحفاظ على التوازن الخلوي26،ومع ذلك، ROS المفرط ة بسبب الإفراط في الإنتاج أو خلل تنظيم نظام الدفاع المضادة للأكسدة يمكن أن يسبب الإجهاد التأكسدي، مما يؤدي إلى تلف البروتينات، الدهون وحمض ديوكسيريبونوكليك (DNA)27. على سبيل المثال، مع زيادة مستويات ROS وانخفاض مستوى الجلوتاثيون (GSH) في وقت واحد، يحدث اضطراب الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ويرتفع مستوى اللاكتات dehydrogenase (LDH) في المتوسط، وبلغت ذروتها في موت الخلايا27.
هنا، نحن نقدم بروتوكولات لإجراء التحليلات الخلوية والوراثية باستخدام خلايا الثدييات المستزرعة ودروسوفيلا لتحديد الآثار السلبية المحتملة للNO NPs. ويرد في الشكل 1لمحة عامة عن الطريقة المستخدمة في دراسة سمية الملوثات غير السمية لـ ZnO.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>15% Methyl 4-Hydroxybenzoate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4% Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P6148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto Agar</td>
			<td>BD biosciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cncCK6/TM3, Sb</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>a gift from Dr. Kerppola T</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cornmeal, glucose, yeast brewer</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CyAn ADP with Summit Software</td>
			<td>DAKO</td>
			<td></td>
			<td>https://flow.usc.edu/files/2014/07/BC-Cyan-ADP-User-Guide-2016.pdf</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dihydroethidium (Hydroethidine)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>D11347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FITC Annexin V Apoptosis Detection Kit I</td>
			<td>BD biosciences</td>
			<td>556547</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucolin</td>
			<td>Supermarket</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image J software</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRC5 human lung fibroblast</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>CCL-171</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schneider&#8217;s Drosophila medium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>21720-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vectashield antifade mounting medium with DAPI</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>H-1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wild- type Canton-S; Sod2N308/CyO</td>
			<td>NIG-FLY</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zinc Oxide Nanoparticles</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>721077</td>
			<td>Refer Sheet 2</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

toxicity study of zinc oxide nanoparticles in cell culture and in drosophila melanogaster

الجسيمات النانوية أكسيد الزنك (ZnO NPs) لديها مجموعة واسعة من التطبيقات، ولكن عدد التقارير عن السمية المرتبطة NP ZnO نمت بسرعة في السنوات الأخيرة. ومع ذلك، فإن الدراسات التي توضح الآليات الأساسية للسمية الناجمة عن NP ZnO ضئيلة. حددنا ملامح سمية ZnO NPs باستخدام كل من في المختبر وفي النماذج التجريبية في الجسم الحي. ولوحظ انخفاض كبير في قدرة الخلايا على البقاء في الخلايا التي تتعرض لها الخلايا المضادة للخلايا من قبل شركة ZNO والخلايا الليفية الرئوية من قبل شركة MRC5، مما يدل على أن الـ ZnO NPs تمارس تأثيرات سامة للخلايا. وبالمثل، من المثير للاهتمام، القناة الهضمية المعرضة لZnO NPs أظهرت زيادة كبيرة في مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) في ذبابة الفاكهة دروسوفيلا. ويلزم إجراء المزيد من الدراسات المتعمقة لإجراء تقييم للمخاطر من أجل زيادة استخدام المستهلكين للملوثات غير المنخفضة من النينيو.

تمت معالجة الخلايا المكشوفة NP مع مجموعة الكاشف تلطيخ الخلية، تليها فرز الخلايا باستخدام قياس التدفق الخلوي. تظهر الخلايا المعالجة بـ ZnO NP (أسفل، لوحة إلى اليمين) نسبة أعلى من الخلايا المبرمجة المبكرة (R3)/في وقت متأخر من خلايا التحكم (R5، أسفل، لوحة يسرى). يشير إلى موت الخلاي?...

Watch this Scientific Journal Video about Toxicity Study of Zinc Oxide Nanoparticles in Cell Culture and in Drosophila melanogaster at JoVE.com

Toxicity Study of Zinc Oxide Nanoparticles in Cell Culture and in Drosophila melanogaster

نحن نصف بروتوكول مفصل لتقييم الملامح السمية للجسيمات النانوية أكسيد الزنك (ZnO NPs) على وجه الخصوص، ونوع موت الخلايا في الخلايا البشرية MRC5 الخلايا الليفية وتشكيل ROS في ذبابة الفاكهة Drosophila.

دراسة سمية الجسيمات النانوية أكسيد الزنك في ثقافة الخلية وفي Drosophila melanogaster

Zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) have a wide range of applications, but the number of reports on ZnO NP-associated toxicity has grown rapidly in recent ...

طرقنا الخطوط العريضة طريقة بسيطة وتكرار لدراسة نانوتكسية، مثل دراسة أنواع موت الخلايا وفحص إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية. الفلوريسنس تنشيط فرز الخلايا هو شكل صارم يسمح لنا لدراسة السكان الفرعية من الخلايا والأنواع المختلفة المتنامية من موت الخلايا. تسمح لنا طريقة دراسة المسبار DHE باكتشاف وقياس أنواع الأكسجين التفاعلية تليها عملية استئصال البول المتدفقة ، والتصوير المجهري عالي المحتوى ، وتحليل الفلورسينس القائم على الزوجين.للبدء، ضع أنبوب Eppendorf يحتوي على جسيمات نانوية أكسيد الزنك في محلول مخزون جسيمات نانوية أكسيد الزنك في صوتاتور لمدة 15 دقيقة. إعداد جسيمات نانوية أكسيد الزنك بتركيزات مختلفة باستخدام مخزون نانو جسيمات نانوية من ملليغرام لكل ملليلتر. ثم، في مجلس الوزراء السلامة البيولوجية، بذور MRC5 الخلايا الليفية الرئة البشرية على ثلاثة لوحات ثقافة ستة جيدا في تركيز واحد من 10 مرات إلى الخلايا الخامسة في البئر.احتضان الخلايا في 37 درجة مئوية. بعد يوم واحد، علاج الخلايا مع مليلتر اثنين من الجسيمات النانوية أكسيد الزنك لمدة ثماني ساعات، 16 ساعة، أو 24 ساعة. في كل نقطة زمنية، قم بجمع الخلايا في أنبوب طرد مركزي سعة 15 ملليلتر، وطاردة مركزية بمعدل 300 مرة ز لمدة خمس دقائق.غسل الكريات الخلية مرتين مع المالحة الفوسفات المخزنة، ومن ثم إعادة تعليق الخلايا مع العازلة ربط 1X. المقبل، إضافة خمسة microliters من فيتC الملحق الخامس وصمة عار في خمسة microliters من مادة بوديديوم ايودييد الحمض النووي وصمة عار. احتضان الخلايا الملطخة لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة في الظلام.قبل فرز الخلايا عن طريق تدفق cytometry، أعلى حتى العينات مع 400 ميكرولترات إضافية من 1X العازلة ملزمة. جدولة المخطط الشريطي باستخدام كثافة الوسيطة التي تم الحصول عليها. الآن استخدام ماصة لإضافة ملليلتر واحد من الجسيمات النانوية في تركيزات مختلفة في قوارير، تليها تسعة ملليلتر من الغذاء يطير لجعل تركيز النهائي من 0.1 ملليغرام لكل ملليلتر، 0.25 ملليغرام لكل ملليلتر، أو 0.5 ملليغرام لكل ملليلتر أكسيد الزنك الجسيمات النانوية.الماصات صعودا وهبوطا لخلط شامل. السماح للمواد الغذائية التي تحتوي على جسيمات نانوية أكسيد الزنك أن تبرد لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات على الأقل قبل الاستخدام. ثم تخدير ذباب الذكور والإناث البالغين في قارورة مع ثاني أكسيد الكربون ، وإدخال خمسة ذباب ذكر وخمس ذباب أنثى في كل قارورة لمدة خمسة أيام.السماح لهم بالتزاوج ووضع البيض على سطح الطعام. بعد التخدير ، قم بإزالة الذباب الأبوي والسماح للبيض بالخضوع لمزيد من التطوير في درجة حرارة الغرفة ، والتي تتكون من أربع مراحل نمو مختلفة. مرحلة الجنين واليرقات والجبل والكبار.بعد 72 إلى 120 ساعة ، يتطور البيض الطازج إلى يرقات متأخرة ثالثة. باستخدام ملقط، وجمع اليرقات من جدار القنينات لتحليلها. في بئر من طبق تشريح مع تشريح المتوسطة أو برنامج تلفزيوني، ووضع اليرقات في الحل.تحت مجسم مجسم، استخدم طرف ملقط لجعل ثقب صغير، وكسر فتح طبقة بشرة من اليرقات. سحب بعناية من القناة الهضمية. وضع القناة الهضمية في أنبوب microcentuge 1.5 ملليلتر التي تحتوي على شنايدر Drosophila المتوسطة.أضف ميكرولتر واحد من مسبار DHE، واحتضان في الظلام في درجة حرارة الغرفة لمدة 10 دقائق. اغسل الأمعاء ثلاث مرات باستخدام وسيط شنايدر كل خمس دقائق. جبل القناة الهضمية على الشرائح الزجاجية، وتوريد مع 10 ميكرولترات من antifade تصاعد المتوسطة التي تحتوي على DAPI.التقاط الصور تحت المجهر confocal. لقياس الفلور، قم باستيراد الصور المُلتقطة من الفلورنس الملتقطة باستخدام المجهر الفلوري أو المجهري بالليزر في برنامج ImageJ. انقر على قائمة التحليل، وحدد قياسات مجموعة.حدد مقياس الإخراج، مثل كثافة المنطقة المتكاملة والقيمة الرمادية المتوسط. حدد منطقة بدون فلورانس لتعيين الخلفية. انقر فوق قياس.قم بتصدير البيانات إلى جدول البيانات، ثم حدد الفلورس الخلية الإجمالية المصححة. إنشاء مخطط شريطي، وإجراء تحليل إحصائي. في هذه الدراسة، تظهر الخلايا المعالجة بالجسيمات النانوية أكسيد الزنك نسبة أعلى من الخلايا R3 أو أحدث الخلايا المبرمجة R6 من الخلايا التحكم R5. تم الإشارة إلى موت الخلايا النخرية بواسطة R4. تم تقسيم الأمعاء المستخرجة من يرقة الدوزوفيليا إلى ثلاثة مجالات منفصلة ذات أصل تنموي مختلف.أي، في الـ(جبوت) و(ميدغوت) و(هيدغوت) DHE الأسهم يميل إلى انتهاء بسرعة إلى حد ما ، لذلك كن حذرا من حل الأسهم التي تستخدمها. بدلا من ذلك، هل يمكن أن تجرب تحقيقات أخرى، على سبيل المثال خلية روش، الذي تم تصميمه للكشف عن ROS داخل الخلايا في إشارات خضراء، وهذا هو أكثر من photostable DHE.بروتوكولنا يوفر الخطوط العريضة العامة لدراسة إنتاج ROS داخل الخلايا، وتحديد كمية من مستوى ROS لدراسة سمية النانوكسي. ومن المعروف أن DMSO أن يكون أفضل المذيبات لDHE من برنامج تلفزيوني. ومع ذلك، DMSO سامة.لذلك ، أود أن أنصح المستخدم بتقييد العملية بأكملها للدراسة إلى 30 دقيقة كحد أقصى. هذا هو لأنك قد تلاحظ نتيجة إيجابية كاذبة كما قد يسبب DMSO موت الخلايا.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Toxicity Study of Zinc Oxide Nanoparticles in Cell Culture and in Drosophila melanogaster

Retroviral Transduction of T-cell Receptors in Mouse T-cells

تنبيغ من فيروسات تي خلية المستقبلات في الخلايا التائية ماوس

T-cell receptors (TCRs) play a central role in the immune system. TCRs on T-cell surfaces can specifically recognize peptide antigens presented by antigen ...

Novel Whole-tissue Quantitative Assay of Nitric Oxide Levels in Drosophila Neuroinflammatory Response

Novel Whole-tissue Quantitative Assay of Nitric Oxide Levels in Drosophila Neuroinflammatory Response

Neuroinflammation is a complex innate immune response vital to the healthy function of the central nervous system (CNS). Under normal conditions, an ...

Systemic Bacterial Infection and Immune Defense Phenotypes in Drosophila Melanogaster

Systemic Bacterial Infection and Immune Defense Phenotypes in Drosophila Melanogaster

العدوى البكتيرية النظامية والمناعة الظواهر الدفاع في<em&gt; الدروسوفيلاميلانوجاستر</em

The fruit fly Drosophila melanogaster is one of the premier model organisms for studying the function and evolution of immune defense. Many aspects of ...

Kupffer Cell Isolation for Nanoparticle Toxicity Testing

كوبفر عزل الخلايا للجسيمات متناهية الصغر سمية اختبار

The large majority of in vitro nanotoxicological studies have used immortalized cell lines for their practicality. However, results from nanoparticle ...

Neutrophil Isolation and Analysis to Determine their Role in Lymphoma Cell Sensitivity to Therapeutic Agents

عزل وتحليل العدلة لتحديد ما دورها في الغدد اللمفاوية حساسية الخلية وكلاء العلاجية

Neutrophils are the most abundant (40% to 75%) type of white blood cells and among the first inflammatory cells to migrate towards the site of ...

Evaluation of the Efficacy And Toxicity of RNAs Targeting HIV-1 Production for Use in Gene or Drug Therapy

تقييم فعالية وسمية الرنا استهداف HIV-1 الإنتاج للاستخدام في الجينات أو العلاج بالعقاقير

Small RNA therapies targeting post-integration steps in the HIV-1 replication cycle are among the top candidates for gene therapy and have the potential ...

Extraction of Hemocytes from Drosophila melanogaster Larvae for Microbial Infection and Analysis

Extraction of Hemocytes from Drosophila melanogaster Larvae for Microbial Infection and Analysis

استخراج هيموسيتيس من اليرقات melanogaster المورفولوجية للعدوى الميكروبية والتحليل

During the pathogenic infection of Drosophila melanogaster, hemocytes play an important role in the immune response throughout the infection. Thus, the ...

Characterization of Thymus-dependent and Thymus-independent Immunoglobulin Isotype Responses in Mice Using Enzyme-linked Immunosorbent Assay

وصف الاستجابات ايستب الغلوبولين المناعي تعتمد على الغدة الصعترية، والغدة الصعترية مستقلة في الفئران باستخدام مقايسة الممتز المرتبط بالانزيم

Antibodies, also termed as immunoglobulins (Ig), secreted by differentiated B lymphocytes, plasmablasts/plasma cells, in humoral immunity provide a ...

Establishment of Viral Infection and Analysis of Host-Virus Interaction in Drosophila Melanogaster

Establishment of Viral Infection and Analysis of Host-Virus Interaction in Drosophila Melanogaster

إنشاء العدوى الفيروسية، وتحليل التفاعل المضيف للفيروسات في Melanogaster المورفولوجية

Virus spreading is a major cause of epidemic diseases. Thus, understanding the interaction between the virus and the host is very important to extend our ...

Human Colonoid Monolayers to Study Interactions Between Pathogens, Commensals, and Host Intestinal Epithelium

مونولاييرس كولونويد البشرية لدراسة التفاعلات بين العوامل الممرضة، كومينسالس، وظهاره الأمعاء المضيف

Human 3-dimensional (3D) enteroid or colonoid cultures derived from crypt base stem cells are currently the most advanced ex vivo model of the intestinal ...